„Ultra” wydajny – dyrektywa Ekoprojekt dla napędów o regulowanej prędkości obrotowej

Które napędy zostały objęte nowym rozporządzeniem?

Zakres nowego rozporządzenia został początkowo ograniczony tylko do silników asynchronicznych i przemienników częstotliwości, służących do ich sterowania. Oznacza to, że wszystkie inne typy silników (np. reluktancyjne synchroniczne, z magnesami trwałymi) oraz przemienniki częstotliwości przeznaczone wyłącznie do ich sterowania są poza zakresem rozporządzenia. Dodatkowo zakres rozporządzenia został ograniczony do urządzeń z wejściem trójfazowym i mocy od 0,12 do 1000 kW. Rozwiązania z odzyskiem energii, przemienniki jednofazowe lub z tłumieniem harmonicznym itp. również nie zostały objęte nowymi przepisami.
Jeżeli chodzi o portfolio produktów firmy Yaskawa, serwonapędy z serii Sigma i powiązane z nią silniki, a także produkty z funkcją odzyskiwania energii, takie jak U1000, D1000 lub R1000, nie wchodzą w zakres rozporządzenia (UE) 2019/1781. Dyrektywa dotyczy jedynie przemienników częstotliwości serii J, V i A1000 oraz ich pochodnych oraz przemienników GA500 i GA700.

Jak określa się wydajność przemiennika częstotliwości?

Aby określić wydajność przemiennika częstotliwości, należy zmierzyć wartości strat w ośmiu zdefiniowanych punktach obciążenia i w trybie czuwania zgodnie z normą IEC 61800-9-2. Wartość strat w punkcie obciążenia (90, 100) (90% prędkości, 100% obciążenia) jest porównywana z referencyjną wartością odniesienia. Jeżeli strata wynosi mniej niż 75% wartości odniesienia, urządzenie odpowiada najwyższej klasie sprawności IE2. Przemienniki częstotliwości, które są zgodne tylko z klasami IE0 lub IE1, nie mogą być już sprzedawane.

Po co dziewięć punktów obciążenia, gdy używa się tylko jednego?

Niewiele maszyn pracuje cały czas przy pełnym obciążeniu, dlatego też wydajność przy częściowym obciążeniu może być znacznie ważniejsza w ocenie efektywności energetycznej całego systemu. Punkt obciążenia (90, 100) schodzi wtedy na drugi plan. Co więcej, podczas oceny i porównywania wydajności części składowych, jak i całego systemu, należy wziąć pod uwagę wszystkie jego komponenty. „Rozszerzone podejście do produktu” ma na celu uproszczenie tego procesu.

W związku z tym powyższe wartości strat muszą być publikowane nie tylko dla przemienników częstotliwości, ale także dla silników w tych samych punktach ich pracy. Inżynier mechanik może obliczyć straty w dowolnym punkcie pracy przy użyciu odpowiednich wzorów. Sumując straty przemiennika częstotliwości (CDM) oraz silnika, otrzymujemy straty całego układu napędowego (PDS). Jeśli dodatkowo obliczymy straty dla innych elementów elektrycznych, jak i mechanicznych, otrzymamy straty całego systemu w różnych punktach jego obciążenia. Na podstawie tych wyników, możemy ocenić jego wydajność, a także porównać ją z innymi systemami. Wydajność całego systemu można obliczyć i sklasyfikować (IES0 do IES2) w taki sam sposób, jak wydajność samego komponentu przy użyciu punktu obciążenia (90, 100) systemu.

Dalekosiężnym celem Komisji Europejskiej jest wprowadzenie klasyfikacji energetycznej dla wszystkich produktów przemysłowych, dokładnie tak, jak ma to miejsce z produktami konsumenckimi. Produkty wydajne energetycznie powinny być łatwe do zidentyfikowania przez operatora. Należy o tym pamiętać podczas planowania kolejnych inwestycji.

Co dyrektywa oznacza dla przemienników częstotliwości Yaskawa?

Z technicznego punktu widzenia nic się nie zmienia. Przemienniki częstotliwości Yaskawa zawsze były wydajne i w świetle dyrektywy Ekoprojekt nadal takie są. Nasze przemienniki przekraczają wymagania klasy efektywności IE2. Konieczne są jednak pewne zmiany w zakresie oznakowania i dokumentacji produktu.

Po pierwsze, na produkcie musi być umieszczona klasa efektywności energetycznej i co najmniej względna wartość strat dla punktu obciążenia (90, 100). W przyszłości obie te informacje będą zawarte na tabliczce znamionowej, znajdującej się na naszych przemiennikach częstotliwości. Ze względu na ograniczoną ilość miejsca na tabliczce znamionowej oraz konieczność zamieszczenia wspomnianych oznaczeń efektywności usunięte zostało logo TÜV i logo RoHS. Drugi z tych logotypów stracił zresztą na aktualności, ponieważ dyrektywa RoHS jest teraz integralną częścią zgodności CE i wchodzi w zakres logo CE.

Kolejna zmiana dotyczy deklaracji zgodności (DoC), które muszą zostać zaktualizowane. Obecnie znak CE można umieścić na produkcie tylko wtedy, gdy jest on zgodny z dyrektywą w sprawie Ekoprojektu (jest to teraz jeden z głównych wymogów). Nowe deklaracje zgodności dołączone są do większości naszych produktów. Można je również odnaleźć w zakładce centrum pobierania na stronie www.yaskawa.pl.

Ostatnia kwestia dotyczy wartości strat we wszystkich punktach pomiarowych. Muszą one być publikowane razem z innymi danymi technicznymi produktu, chociaż nie jest wymogiem, aby były w formie drukowanej. W związku z tym na naszej stronie internetowej znajduje się teraz dedykowana zakładka, w której można wygodnie uzyskać dostęp do informacji, dotyczących efektywności dla wszystkich modeli przemienników częstotliwości  (https://www.yaskawa.eu.com/ecodesign). Link do wspomnianej strony internetowej dołączony jest również do każdego produktu Yaskawa.

Kiedy wprowadzono zmiany?

Wszystkie przemienniki częstotliwości wprowadzone do obrotu w UE po 1 lipca 2021 r. muszą spełniać powyższe wymagania.

W firmie Yaskawa zmiany dotyczą wszystkich przemienników częstotliwości, wyprodukowanych w UE lub sprowadzonych spoza UE, a także dodanych na stan magazynowy i tym samym wprowadzonych na rynek po 1.07.2021. Istotne jest, że towary znajdujące się w magazynie uważa się za już wprowadzone do obrotu. W związku z tym mogą wydarzyć się sytuacje, gdy towary wysłane po 1 lipca znajdowały się już w magazynie przed wdrożeniem rozporządzenia i dlatego nie widnieją na nich nowe informacje dotyczące efektywności. Oczywiście można nadal z nich bezpiecznie korzystać.

Dyrektywa Ekoprojekt (EcoDesign) jest ważnym narzędziem w walce ze zmianami klimatycznymi. Jej rozszerzenie o przemienniki częstotliwości jest logicznym krokiem. Zwłaszcza, jeżeli weźmiemy pod uwagę ogromne ilości energii elektrycznej, zużywanej przez elektryczne układy napędowe oraz będziemy mieli na względzie potencjalne oszczędności.

Wybierając wydajne przemienniki częstotliwości firmy Yaskawa masz gwarancję zgodności z obecnymi, a także przyszłymi normami, a jednocześnie możesz wnieść duży wkład w oszczędność energii oraz ochronę klimatu.